저장온도에 따른 양파 플레이크의 저장기간 중 품질변화

본 실험에서 사용한 양파는 제주소재의 마트에서 구입하 여 사용하였다. 양파를 흐르는 물에 세척한 후 야채 슬라 이서(Vegetable chopper, Yiwu Tengmao Crafts Co., Ltd., Zhejiang, China)를 이용하여 0.5×0.5 cm 형태로 절단하였 다. 세절된 양파는 증류수를 1:4 (w/v) 비율로 첨가하여 70°C에서 1분간 데치기를 실시하였으며, 10분 동안 실온에 서 탈수한 후 산업용스텐 열풍건조기(Samsung Electronics Co., Ltd, Suwon, Korea)를 이용해 60°C에서 10시간 동안 건조하였다.

상대습도 90% 조건을 맞추기 위해 밀폐용기 안에 포화 용액을 넣어 습도를 맞춰주었다. 포화용액은 potassium nitrate를 이용해 포화용액 이상의 농도를 제조한 후 온습 도계(Jumbo Temperature Traceable Humidity Meter, Traceable ^TM, Massachusetts, USA)를 통해 습도를 확인하였다. 저장고 내의 공기에 의한 오염을 피하기 위해 습도가 맞춰 진 밀폐용기 안에 통기가 가능한 살균된 병을 넣고, 양파 플레이크 20 g씩 배분한 뒤 20°C, 30°C, 40°C에서 저장하 였다. 저장된 시료는 70일 동안 보관하면서 7일마다 시료 를 채취하여 실험에 사용하였다.

수분활성도는 수분활성도 측정기(Aqua Lab Pre water activity meter, METER Group, Pullman, WA, USA)를 이 용하여 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었다. 색도는 시료를 페트리접시에 담아 그 표면색을 표준색판(L=93.80 a=3.93 b=-9.50)으로 보정된 색차계(CS-200, Hangzhou CHNSpec Tech-nology Co., Ltd., Hangzhou, China)를 사 용하여 L-value (Lightness), a-value (Redness), b-value (Yellowness)로 3회 반복 측정한 후 평균값으로 나타내었 다. 색도의 차이를 나타내는 ΔE값($\sqrt{\Delta {\text{L}}^2+\Delta {\text{a}}^2+\Delta {\text{b}}^2}$)을 구 하였다.

갈변도는 Lee et al. (2003)의 방법을 변형하여 사용하였 다. 시료 1 g과 증류수 40mL를 혼합 한 후 10% Trichloro acetic acid (Sigma-Aldrich Co., St. Louis, MO, USA) 10 mL을 가하여 상온에서 2시간 동안 방치하였다. 균질된 용 액은 원심분리기(LaboGene 1248R, GYROZEN Co., Ltd., Daejeon, Korea)에 넣어 20°C에서 3134×g, 10분간 원심분 리한 후 상층액을 microplate spectrophotometer (Epoch^TM, BioTek Instruments, Inc., Winooski, VT, USA)를 사용하여 420 nm에서 흡광도를 측정하였다.

시료 5 g에 증류수 50mL를 혼합 한 후 Ultra-Turrax (T25D, IKA, Staufen, Germany)를 이용하여 5,000 rpm에서 2분간 균질하였다. 균질된 용액은 20°C에서 3,134×g에서 10분간 원심분리 하여 시료를 준비하였다. pH는 유리전극 pH meter (FiveEasy Plus^TM, Mettler Toledo, Zurich, Switzerland)로 3회 측정하여 평균값으로 나타내었고 가용 성 고형분 함량은 전자 당도계(PAL-BX|ACID181 Master Kit, ATAGO Co., Ltd., Tokyo, Japan)로 3회 측정하여 평 균값을 °Brix로 나타내었다.

저장온도 및 기간에 따른 양파플레이크의 미생물 수를 알아보기 위해 일반세균, 대장균, 황색포도상구균 수를 측 정하였다. 양파플레이크 10 g을 채취하여 stomacher bag에 담아 0.85% sodium chloride 90 mL를 넣고 stomacher (BagMixer 400 W, Interscience, Woburn, MA, USA)로 3 분간 균질하였다. 균질화된 시료액은 10-fold 희석법으로 단계별 희석하여 일반세균용 및 대장균용, 황색포도상구균 용 3M Petrifilm에 각각 접종하였다. 35°C 배양기에서 24- 48시간 배양하여 생성된 colony수를 센 후 CFU/g를 log 단위로 환산하여 표시하였다.

수분활성도, pH, 색도, °Brix, 갈변도 분석 결과와의 상 관관계 분석은 SPSS 24.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) 의 Pearson test를 이용하여 분석하였다. 본 연구의 유의성 검증은 Minitab 18 (minitab Inc., State College, PA, USA) 를 이용하여 일원배치분산분석(one-way ANOVA test)를 따르고, p<0.05 수준에서 Turkey’s multiple range test를 통하여 평균 간 다중비교를 실시하였다.

상대습도 90%에서 저장온도에 따른 양파플레이크의 외 관을 Table 1에 나타내었다. 양파플레이크를 20°C에서 저 장할 경우 14일 차까지 30°C에서 저장할 경우 7일 차까지 상태가 양호했다. 이와 달리 40°C에서 저장할 경우 7일 부 터 갈변현상과 수분 흡습이 일어났으며, 14일 부터는 부패 되어 외관이 급격히 어두워지고 악취가 발생해 섭취하기 어려운 상태였다. 이를 통해 모든 처리구에서 저장 기간이 늘어날수록 갈변현상이 발생하며 저장온도가 높을수록 갈 변 속도가 증가하는 것을 관찰하였다. 전처리방법과 저장 온도에 따른 연잎의 외관을 관찰한 Choi et al. (2016)의 연구에서도 저장 중 폴리페놀 물질이 폴리페놀산화효소에 의해 산화되면서 갈변현상이 일어났다고 보고하여 본 연구 와 유사한 결과를 나타내었다.

Table 1. Changes in the aerobic bacteria of onion flake during the storage at various temperatureduring 70 days at various temperature

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상대습도 90%에서 저장온도에 따른 양파플레이크의 수 분활성도 변화를 Fig. 1에 나타내었다. 양파플레이크의 초 기 수분활성도는 0.248로 낮게 나타났으며, 이는 수분활성 도를 0.3이하로 낮추기 위해 열풍건조를 했기 때문이다. 저장 중 모든 시료의 수분활성도가 유의적으로 증가했고 (p<0.05) 14일차 까지 수분활성도가 급격하게 증가한 것으 로 보아 저장 초기에 수분활성도 변화가 큰 것으로 생각된 다. 20°C에서는 저장 63일 후 0.809을 나타냈으며, 이후 수분활성도의 유의적인 차이가 없었다. 반면, 30°C의 경우 저장 35일 후 40°C의 경우 저장 28일 후 0.8 이상의 수분 활성도를 나타냈으며, 56일 후부터는 수분활성도가 증가하 지 않았다. 저장온도에 따른 수분활성도 변화를 보면 42일 까지는 저장온도 증가와 함께 수분활성도가 유의적으로 증 가하였다(p<0.05). 즉, 고온에서 수분활성도의 큰 변화를 보였으며 이를 통해 여러 온도의 환경에서 플레이크를 저 장할 경우, 높은 온도에서 저장할수록 수분활성도가 빠르 게 증가하는 것을 관찰하였다. Kim et al. (2016)에 따르면 저장온도와 기간이 증가할수록 귀뚜라미 분말의 수분함량 이 증가한다고 하여 본 연구결과와 유사한 경향을 나타냈 다. Kim & Jeong (2019)의 연구에서도 저장온도를 달리하 여 저장기간 동안 생두의 수분함량을 측정한 결과 고온에 서 수분함량 변화가 크게 나타났다고 보고하였다.

Fig. 1. Changes in the water activity of onion flake during 70 days at various temperature.

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수분 활성도는 제품의 물리적, 화학적 특성 및 미생물 성 장과 증식과 밀접한 관련이 있다 (Maltini et al., 2003). 미 생물이 생육할 수 있는 최저 수분활성도는 0.60으로 대부 분의 미생물은 0.87 이상의 조건에서 생육할 수 있다고 알 려져 있다(Beuchat et al., 2013). 수분 활성도는 수분함량 보다 식품의 품질과 유통 기한을 더 의미있게 예측할 수 있으며(Li et al., 2017), 수분활성도가 낮은(Aw<0.6) 제품 은 유통기한이 긴 특징을 갖고 있다(Sakač et al., 2016). 따라서 장기간 보관하면서 섭취하는 건조식품의 특성상 수 분활성도가 증가하면 생화학적 변화를 유발하여 돌이킬 수 없는 품질변화를 유발할 수 있기 때문에 수분활성도가 증 가하지 않는 조건에서 저장하는 것이 중요하다(Forsido et al., 2021).

색도는 소비자가 제품을 구매함에 있어 중요한 지표이다. 상대습도 90%에서 저장온도에 따른 양파플레이크의 색도 변화를 관찰하기 위해 L, a, b 값을 측정하고 색도차(ΔE) 를 분석하여 Fig. 2에 나타내었다. 명도 값을 나타내는 L 값에서 흰색은 100이고, 검정색은 0으로 L값의 감소는 양 파 플레이크의 색이 검정색이 증가함을 말한다. a 값의 증 가는 적색이 증가하는 것을 의미하며, a값의 음의 방향으 로 증가는 녹색의 증가를 나타낸다. b 값의 증가는 황색이 증가하는것을 의미며, b값의 음의 방향으로 증가는 청색이 증가함을 나타낸다(Kim et al., 2017).

Fig. 2. Changes in the color of onion flake during 70 days at various temperature. A: L-value (lightness), B: a-value (redness), C: bvalue (yellowness), D: ΔE.

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L값은 20°C에서 83.08-49.18의 변화폭을 나타냈으며, 30°C, 40°C에서는 70일 후 45.06, 36.17을 나타냈다. 저장 하는 동안 모든 처리구에서 명도가 유의적으로 감소했고 (p<0.05), 저장온도가 높을수록 명도가 급격하게 감소하였 다. 이 결과는 외관(Table 1)에서 저장 기간이 지남에 따라 양파 플레이크 외관이 어두워지는 것과 동일한 경향을 나 타내었다. a 값의 초기값은 4.28이었으며 20°C와 30°C에서 저장한 경우 일정한 경향이 나타나지 않았다. 반면에 40°C 에서는 저장기간 중 a 값이 감소해 음의 값을 나타냈다. 황색도를 나타내는 b 값의 초기값은 9.74였으며 20°C에서 는 저장하는 동안 유의적인 차이가 없었으며(p>0.05), 30°C에서는 21일차 까지 증가하다가 감소하는 경향을 보였 다. 40°C는 저장할수록 b 값이 감소했으며 가장 큰 변화폭 을 보였다. 또한 저장기간 중 b 값은 20°C, 30°C, 40°C 순 으로 높은 값을 나타냈으다. 색도의 차이를 나타내는 ΔE 값도 저장 기간이 지남에 따라 증가하는 경향을 나타내었 고 70일에 각각 33.95, 42.13, 48.48로 모든 처리구에서 육 안으로 차이를 구분할 수 있었다. 이상의 결과로 40°C에서 저장하는 것이 색도에 있어 가장 큰 변화를 주는 것으로 나타났다. 기상청 통계분석에 따르면 2021년 전국의 겨울 철 평균 기온은 -12.3°C, 습도 6 3%이며 여름철 평균 28.4°C, 습도 83%로 나타났다. 환경부에서 편저한 ‘한국 기후변화 평가보고서 2020’에 따르면 온대기후대로 분류되 는 한반도는 지구온난화로 인해 점진적으로 아열대기후대 로 변화하고 있으며, 기온상승과 강수량 증가가 예상된다 고 하였다(Korea Meteorological Administration, 2021). 따 라서, 계절에 따라 기온과 습도가 변하기 때문에 품질변화 를 늦추기 위해서는 계절별 보관 방법을 달리하는 것이 바 람직하다고 생각한다.

상대습도 90%에서 저장온도에 따른 양파플레이크의 갈 변도 변화를 Fig. 3에 나타내었다. 초기 양파플레이크의 갈변도는 0.184의 흡광도를 나타냈다. 20°C에서는 저장 21일 후부터 갈변도가 증가하여 유의적인 차이를 보였다 (p<0.05). 저장 21-42일기간 동안 유의적인 차이가 나타나 지 않았으며 49일부터 다시 증가하여 저장 70일째에 흡광 도가 0.275로 가장 높은 갈변도를 나타냈다. 30°C에서는 저장 14일 후부터 갈변도가 유의적으로 증가했으며 27일 부터 0.3 이상의 흡광도를 나타냈다. 그 이후에도 저장기 간이 지날수록 갈변이 심해졌으며 저장 70일째에 흡광도가 0.4를 나타냈다. 40°C에서는 저장 7일만에 0.3 이상의 흡광 도를 나타냈으며 저장기간이 지날수록 갈변이 빠르게 진행 되었다. 저장 35일 후에는 흡광도가 1.0이상이었으며, 저장 70일째에 1.372의 흡광도를 나타냈다. 이를 통해 저장기간 이 지날수록 모든 저장온도에서 갈변이 일어났으며, 저장 온도가 높을수록 갈변이 빠르게 일어나는 것을 관찰하였 다. 식품의 효소적 및 비효소적갈변은 온도나 수분함량이 높을수록 많이 발생되며(Lee et al., 2009), 일반적으로 갈 변반응속도의 최대치는 0.65-0.75Aw 에서 나타난다고 보고 하였다(Labuza, 1975). 본 연구에서도 수분활성도가 0 .6 이 상이 되는 시점부터 갈변이 진행되었다. Bae et al. (1998) 의 연구에서 저장온도가 높을수록 마늘 농축액의 갈변이 증가하는 경향을 나타냈다. 또한, Kim et al. (1997)은 수 분활성도가 높아질수록 건대추의 갈변이 높게 나타났다고 보고했다. Kim et al. (2020)의 연구에서도 저장 중 상대습 도가 증가할수록 수분함량이 증가했으며 이에 따라 갈변현 상이 빠르게 진행되었다고 보고했다. 따라서, 낮은온도에서 저장할수록 저장 중 양파플레이크의 갈변을 늦출 수 있는 것으로 판단된다.

Fig. 3. Changes in the brown index of onion flake during 70 days at various temperature.

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저장기간 동안 pH 변화는 식품의 부패 현상을 측정할 수 있는 지표로 사용된다(Jung et al., 2015). 상대습도 90%에서 저장온도에 따른 양파플레이크의 pH 변화를 Fig. 4에 나타내었다. 양파플레이크의 초기 pH 값은 5.04이었고 20°C에서 저장한 경우 49일까지 4.88-5.25 수준으로 나타 나 저장기간 동안 변화가 거의 나타나지 않았다. 이후 저 장 70일째 pH가 4 .6 9로 약간 낮아졌다(p<0.05). 30°C에서 저장된 양파플레이크 또한 56일까지 4.75-5.13 수준으로 나타나 초기 pH값과 유의적인 차이를 나타내지 않았으나, 저장 6 3일부터 pH가 낮아지기 시작해 저장 70일째 pH가 4.20으로 저장기간 중 가장 낮은 값을 나타냈다. 반면에, 40°C에서 저장한 경우 저장 7일부터 감소하기 시작했으며 저장한 지 21일 만에 20°C에서 저장한 70일째 양파, 30°C 에서 저장한 6 3일째 양파의 pH 값과 유사한 값을 나타내 었다. 그 이후 3.98-4.31의 수준을 나타냈으며 저장 70일째 3.58로 저장온도 중 저장기간 동안 가장 낮은 pH 값을 나 타내었다. 저장온도, 저장기간에 따른 꽃게풍미 볶음밥의 품질변화를 조사한 Jung et al. (2015)의 연구에 따르면 볶 음밥 원료에 들어있는 지방 산패로 인한 과산화물의 축적 이나 단백질 분해에 따른 암모니아 생성 때문에 pH가 영 향을 받는다고 했으며, 저장온도가 높을수록, 저장기간이 지날수록 pH가 낮아진다고 보고하여 본 연구 결과와 유사 한 결과가 나타났다.

Fig. 4. Changes in the pH of onion flake during 70 days at various temperature.

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상대습도 90%에서 저장온도에 따른 양파플레이크의 가 용성 고형분 함량 변화를 Fig. 5에 나타내었다. 양파플레이 크의 초기 당도는 5.04 °Brix이었고 20°C에서 저장한 경우 저장기간동안 5.30-6.43 범위를 나타내 시간이 경과할수록 감소하는 경향을 보였다(p<0.05). 30°C와 40°C에서도 저장 기간동안 4.83-6.73, 5.10-6.43 범위를 나타내 저장기간이 길어질수록 가용성 고형분 함량이 유의적으로 낮아졌다 (p<0.05). 또한, 저장온도에 따라 가용성 고형분 함량의 변 화가 나타났는데 저장 35일째까지 고온에서 저장할수록 가 용성 고형분 함량이 감소하였다. 그 후 저장기간 동안 30°C와 40°C에서 저장한 양파플레이크의 가용성 고형분 함량은 유의적인 차이를 보이지 않았으며 56일째부터는 30°C에서 저장한 양파플레이크의 가용성 고형분 함량이 높 게 나타났다. Lee et al. (2014)의 연구에서 건조방법에 따 른 오미자의 가용성 고형분 함량을 측정한 결과 수분함량 이 낮을수록 가용성 고형분 함량이 높고, 수분함량이 높을 수록 가용성 고형분 함량이 낮게 나타났다고 보고했다. 본 연구에서도 저장기간 동안 수분활성도 증가가 가장 높았던 40°C에서 저장한 양파플레이크의 가용성 고형분함량이 가 장 낮아진 것으로 보아 수분과 가용성 고형분 함량의 연관 성을 확인할 수 있었다.

Fig. 5. Changes in the °Brix of onion flake during 70 days at various temperature.

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저장온도를 달리했을 때 양파플레이크의 일반세균 수, 대장균 수, 황색포도상구균 수 변화는 Table 2에 나타내었 다. 미생물의 증식은 제품의 상품성을 저하시키는 요인 중 하나이다. 저장 초기 7일째까지 모든 처리구에서 일반세균 이 발견되지 않았다. 이는 저장초기 수분활성도가 낮거나 생육 조건이 적합하지 않았기 때문이라고 생각된다. 14일 째부터 20°C에서 저장한 양파플레이크는 1.59 log CFU/ mL, 30°C의 경우 1.48 log CFU/mL 이었으며 40°C의 경 우 1.98 log CFU/mL로 가장 많이 검출되었다. Solberg et al. (1990)에 따르면 일반세균수의 미생물적 안전기준치는 6 log CFU/g 이하이다. 이를 감안했을 때 모든 처리구가 기준치 이하를 나타내었다. 40°C에서 저장한 양파플레이크 는 저장 14일째 일반세균 수가 급격히 증가했지만 그 이 후로 감소하는 경향을 나타내었고 42일째부터 검출되지 않 았다. 일반적으로 미생물이 생육하기 좋은 환경의 pH는 중 성이다(Yu et al., 2019). 저장기간이 경과할수록 40°C 저장 양파플레이크의 pH는 감소하면서 미생물이 자라기 좋지 못한 환경이 되어 성장이 억제된 것으로 생각된다. 이와 달리 20°C에 저장한 양파플레이크는 저장기간이 증가함에 따라 일반세균 수가 증가했으며 6 3일에는 2.31 log CFU/ mL로 가장 높은 값을 나타내었다. 30°C에 저장한 양파플 레이크도 저장기간 동안 일반세균 수가 증가했으며 42일에 2.06 log CFU/mL로 가장 높게 나타났으며 70일차에는 검 출되지 않았다. 대장균은 환경과 식품중의 분변오염의 지 표미생물로 가장 널리 사용되고 있다. 또한, 황색포도상구 균은 대표적인 식중독균으로 환경변화에 저항성이 강하여 공기, 토양 등의 자연계에 널리 분포하고 있어 다양한 경 로로 오염이 발생한다. 또한 건강한 사람이나 동물의 피부 에도 존재하고 있어 주의가 필요한 균 중 하나이다. 본 연 구 결과, 저장온도와 기간에 상관없이 모든 처리구에서 대 장균(Escherichia coli)과 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)이 검출되지 않았다. 따라서 초기에 일반세균 수가 증가하다가 감소하였지만, 이는 생육환경이 적합하지 않았 기 때문이며 식중독균이 검출되지 않아 식중독의 위험은 낮지만 외관상 섭취하기에 부적절했기 때문에 올바른 방 법으로 보관하는 것을 권장한다.

Table 2. Changes in the aerobic bacteria of onion flake during 70 days at various temperature

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저장조건을 달리한 양파 플레이크의 수분활성도, pH, 가 용성 고형분함량, 색도, 갈변도간의 상관관계를 분석하여 상관계수 값(Pearson’s correlation coefficient, r)을 Table 3 에 나타내었다. 수분활성도와 pH에 대한 분석 결과(30°C r=-0.449, 40°C r=-0.692) 20°C에서는 유의적인 상관관계가 나타나지 않았으며 30°C와 40°C에서 음의 상관관계를 나 타내었다. 모든 저장온도에서 수분활성도와 가용성 고형분 함량 및 갈변도는 음의 상관관계(p<0.01)를 갈변도는 양의 상관관계를 나타내었다(p<0.01). 저장조건에 관계없이 저장 기간이 경과함에 따라 주변의 수분을 흡습하여 가용성 고 형분함량이 낮아지게 되며, 효소 또는 비효소적 갈변반응 과 수분활성도의 연관성을 알 수 있었다. 수분활성도와 색 도에 대한 분석에서 20°C에서는 밝기를 나타내는 명도와 음의 상관관계(p<0.01)를 보였으며 적색도와 황색도는 유 의성을 보이지 않았다. 30°C에서는 수분활성도와 명도, 적 색도간에 상관성을 보였으며 더 높은 온도인 40°C에서는 수분활성도와 명도, 적색도, 황색도(r=-0.972, r=-0.481, r=- 0.652) 모두 유의적인 음의 상관성을 보였다. 또한, 저장온 도가 높아질수록 상관성을 나타내는 항목들이 많아지는 것 을 알 수 있었다. 이러한 결과를 보아 20°C에서는 분석항 목들끼리 큰 영향을 미치는 않는 것으로 생각되며 온도가 높아질수록 영향이 증가하는 것으로 생각된다.

Table 3. Pearson’s correlation coefficients of water activity, pH, °Brix, L, a, b, brown index by different storage temperature

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